Question

如圖所示，用材料相同、粗細(xì)不同的導(dǎo)線繞成兩個(gè)邊長相等的單匝正方形線框I、Ⅱ，使它們從勻強(qiáng)磁場上方h處同時(shí)自由下落，線框平面始終與磁感線垂直，不計(jì)空氣阻力，則（ ）

A．兩線框同時(shí)落地
B．線框I先落地
C．線框I發(fā)出的熱量多
D．兩線框發(fā)出的熱量相同

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)牛頓第二定律、安培力公式F=、電阻定律、密度公式結(jié)合，推導(dǎo)出線框的加速度的表達(dá)式，分析加速度與導(dǎo)線截面積的關(guān)系，判斷加速度的大小，分析線框的運(yùn)動情況，就能確定下落時(shí)間的關(guān)系．根據(jù)能量守恒定律分析線圈發(fā)熱量的關(guān)系．
解答：解：由v=得知，兩個(gè)線圈進(jìn)入磁場時(shí)的速度相等．
根據(jù)牛頓第二定律得：mg-F=ma，得
   a=g-
又安培力
得 
將，m=ρ_密?4LS代入上式得
 
可見，上式各量都相同，則兩個(gè)線圈下落過程中加速度始終相同，運(yùn)動情況相同，故運(yùn)動時(shí)間相同，同時(shí)落地．
根據(jù)能量守恒定律得：
   Q=mgH-mv²，下落的總高度H和落地速度v都相同，則質(zhì)量大的發(fā)熱量也大，即比較粗的線框I發(fā)出的熱量多．故C正確．
故選：AC
點(diǎn)評：本題要牛頓第二定律、安培力公式、電阻定律、密度公式綜合研究，得到加速度的表達(dá)式，才能分析線圈的運(yùn)動情況關(guān)系，考查綜合應(yīng)用物理知識的能力．